книги / Технология целлюлозно-бумажного производства. Введение в специальность

материально-техническая база отрасли была полностью восстановлена, довоенный объем выпуска бумаги был превышен.

Крупные преобразования произошли в бумажной промышленности в 60-е годы XX века. В этот период началась техническая реконструкция действующих предприятий. Намного увеличился выпуск целлюлозно-бумажной продукции, расширилась ее номенклатура.

Росли корпуса гигантов индустрии бумаги, где варили и отбеливали целлюлозу, управляли сложными бумаго- и картоноделательными машинами, работали химики, биологи, энергетики и специалисты по электронно-вычислительным машинам.

Бумажная промышленность расширила мощности за счет строительства предприятий на Дальнем Востоке, в Сибири, на Украине, в Белоруссии, в низовьях Волги, Подмосковье, на Севере.

Советский Союз в 1980 году занимал четвертое место в мире по производству целлюлозы, бумаги и картона, уступая США, Канаде и Японии.

В результате смены в стране экономической модели промышленное производство к 1995 году снизилось до уров-

ня 1960-го.

Начиная с 2000 года наметились положительные тенденции в развитии отрасли: растут объемы производства и экспорта основных видов лесобумажной продукции, модернизируется существующее оборудование, внедряются современные технологии, выделяются средства на природоохранные мероприятия. Целому ряду крупнейших предприятий удалось выйти из кризиса по ряду показателей на докризисный уровень производства.

Перспективы развития целлюлозной промышленности в России связаны с совершенствованием технологического процесса, более полным использованием лесных ресурсов на имеющихся предприятиях, а также со строительством новых ЦБК.

31

1.3. ВИДЫ БУМАГИ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ НЕЕ

Каждый человек ежедневно сталкивается с бумагой и изделиями из нее. Наше общение с бумагой начинается в раннем детстве, когда ребенок тянется к яркой книжке, к белому бумажному листу, чтобы оставить на нем свои первые рисунки. Бумага сопровождает человека на протяжении всей его жизни. Она напоминает о себе всякий раз, когда он обращается к документам – паспорту, диплому, справке и т.п., когда берет в руки книгу, извлекает из почтового ящика корреспонденцию. С бумагой связаны многие наши действия. Всем известно, что бумага нужна для творческой работы, для бытовых надобностей. Неизмеримо велика роль бумаги в развитии культуры, образования. Но у бумаги есть и другое назначение, другие «профессии».

Например, при комплектовании современного легкового автомобиля используется свыше 100 деталей, изготовленных из бумаги и картона. Пассажиры, занимающие места в каютах пароходов, салонах самолетов, купе вагонов, в большинстве случаев не подозревают, что нарядный облицовочный пластик на стенах – не что иное, как бумага.

В наше время из бумаги создают мебель. Бумажные столы, стулья, этажерки, кресла легки и удобны (рис. 16), выдерживают достаточно высокие нагрузки.

Энтузиасты внедрения изделий из бумаги в повседневный быт создают красивые дамские платья, манто, купальные костюмы (рис. 17). Эти изделия в разное время демонстрировались на выставках в ряде стран. В редкой семье теперь не знают таких удобных, практичных вещей, как бумажные скатерти, полотенца, салфетки, детские пеленки, гигиенические пакеты.

И конечно, всем приходится иметь дело с бумажными денежными знаками (рис. 18). В 1769 году в России появилась первая бумажная ассигнация. С тех пор бумажные деньги – небольшие листки бумаги, украшенные орнаментами и рисунками, постоянно находятся в обращении в нашей стране.

32

Бумажные мешки из особо прочной мешочной «крафтбумаги» нашли применение для упаковки строительных смесей. Прочность нужна мешочной бумаге, чтобы лучше переносить динамические нагрузки, особенно при толчках, ударах, многократных падениях мешка, которые он испытывает при погрузке и разгрузке (рис. 20).

Рис. 20. Упаковка из бумажных мешков

Набирает популярность одноразовая посуда из бумаги. Современные стаканчики, тарелки и контейнеры из бумаги могут быть различных форм, размеров и цветов (рис. 21).

Бумага с заранее заданными свойствами используется металлургами, машиностроителями, нефтяниками, пищевиками, медиками, химиками, строителями.

В космической технике используют электрохимическую бумагу в регистрирующих аппаратах, приборах и устройствах, обеспечивающих жизнедеятельность искусственных спутников Земли, пилотируемых космических кораблей, орбитальных

и межпланетных станций, в системах ракет, которые выводят их

вкосмическое пространство. В 1960 г. советский космический корабль сфотографировал обратную сторону Луны и передал

35

Бумага все стремительнее завоевывает различные области техники, проникает в такие отрасли производства, где раньше о ее применении не могло быть и речи. Сегодня бумагу делают огнестойкой, не поддающейся разрушению кислотами и щелочами, противостоящей газам, парам и влаге.

На одной из зарубежных выставок демонстрировалась модель моста, сделанного из бумаги. Мост был переброшен через бассейн с водой и оказался достаточно прочным. В американском штате Небраска построен настоящий бумажный мост, по которому открыто автомобильное движение. Это сооружение без болтов и заклепок собрано из бумажных конструкций, скрепленных особо прочным клеем. Мост длиной 11 м и шириной 3,3 м переброшен через Огненную долину, весит 4 т и выдерживает груз в 30 т (рис. 22).

Рис. 22. Бумажный мост

Способность бумаги впитывать влагу используют для осушения заболоченных участков земли. Длинные бумажные полосы, заложенные в грунт в определенном порядке и выведенные на поверхность, подобно фитилям, испаряют воду. Этот

37

способ широко используется в Бельгии. А шотландцы научились превращать бумагу в продукт для скармливания скоту.

На микробиологическом комбинате бумажную макулатуру измельчают и размалывают в слегка подсоленной воде. Бактерии определенного вида, введенные в бумажную массу, поедая ее, быстро размножаются. В массу добавляют витамины. Затем ее высушивают и получают высококонцентрированный витаминизированный белок.

Мы не всегда осмысливаем великое значение бумаги. Гладкий, чистый, отменной белизны лист бумаги мы рассматриваем как некую обыденную, незаметную вещь. И вряд ли кто задумывается над тем, где, как, из чего, каким трудом создан этот лист.

38

ГЛАВА 2. ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА ДРЕВЕСНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ И БУМАГИ

Лес – национальное богатство России. Запасы древесины в лесах, которыми покрыто свыше 55 % территории страны, оцениваются 82 млрд м3 и составляют 34,5 % по лиственным

и50 % по хвойным породам всех мировых запасов. Велико значение леса как источника получения древесины и разнообразных побочных продуктов – даров леса. Неоценимы водоохранные и почвозащитные, санитарно-гигиенические и эстетические свойства лесов, зеленых зон городов и лесопарков.

Крупнейшей отраслью химической переработки древесины является целлюлозно-бумажная промышленность, занимающая первое место по количеству перерабатываемой древесины среди отраслей по химической переработке. Однако на долю целлюлозно-бумажной промышленности приходится всего 15 % всего объема заготавливаемой древесины, что примерно составляет более 60 млн м3 в год. В настоящее время почти все виды бумаги и картона вырабатываются из древесной технической целлюлозы и других волокнистых полуфабрикатов (различных видов древесной массы и т.д.). Древесная целлюлоза служит основным сырьем для производства искусственного ацетатного

ивискозного волокон, часть ее используется при изготовлении пластических масс, бездымного пороха, кинопленки, лаков и др. Особое внимание уделяется значительному повышению комплексности переработки древесного сырья, повышению выхода целлюлозы и других полуфабрикатов из древесины, существенному расширению использования в качестве технологического сырья для выработки волокнистых полуфабрикатов древесины лиственных пород, технологической щепы из древесных отходов, низкокачественной хвойной древесины и максимальной утилизации макулатуры.

39

2.1.ТЕХНИЧЕСКАЯ ЦЕЛЛЮЛОЗА И МЕТОДЫ

ЕЕПРОИЗВОДСТВА

Техническая целлюлоза. Классификация технической целлюлозы и показатели качества

Природная целлюлоза, или клетчатка, является основным веществом, из которого построены стенки растительных клеток, и поэтому растительное сырье разных видов служит единственным источником производства целлюлозы. Целлюлоза представляет собой природный полисахарид, линейные цепевидные макромолекулы которого построены из элементарных звеньев. Эмпирическая формула целлюлозы (С6Н1005)n, где п – степень полимеризации (СП). Степень полимеризации природной древесной целлюлозы находится в пределах 6000–14 000. СП характеризует длину линейных макромолекул целлюлозы.

Любой образец целлюлозы состоит из макромолекул различной длины, т.е. является полидисперсным. Поэтому СП обычно представляет усредненную степень полимеризации. В природных волокнах (оболочке клеток) линейные цепевидные макромолекулы целлюлозы водородными и межмолекулярными силами связи объединены в микрофибриллы неопределенной длины диаметром около 3,5 нм. В каждой микрофибрилле насчитывается большое число (примерно 100–200) целлюлозных цепей, расположенных вдоль оси микрофибриллы. Микрофибриллы, располагаясь по спирали, образуют агрегаты из нескольких микрофибрилл – фибриллы, из которых построены слои клеточных стенок.

Процесс получения целлюлозы сводится к освобождению ее от лигнина, гемицеллюлоз, смол, жиров и таннидов, сопровождающих целлюлозу в растительной ткани, каким-либо способом химической обработки. Поскольку основным веществом, от которого стремятся освободить растительную ткань в результате химической обработки, является лигнин, процесс получе-

40